CN214966567U - 一种具有温度监测及控制的激光减脂系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种具有温度监测及控制的激光减脂系统，所述系统包括：壳体；激光光路单元，固定于所述壳体内部，用于输出工作激光与瞄准激光；测温单元，设于所述壳体外的一侧，其轴线与所述激光光路单元的轴线具有一定夹角，并交汇于皮肤靶组织处，以用于非接触实时获取皮肤靶组织温度；冷风单元，设于所述壳体内，其出风方向与所述激光光路的出光方向一致，用于依据所述皮肤靶组织温度以启动或关闭冷气的输出，以供对皮肤表面降温；支架，用于与皮肤接触以支撑所述壳体。本申请可实现激光减脂时对组织温度的精准控制，提高激光减脂的安全性和有效性，实现精准减脂。

Description

一种具有温度监测及控制的激光减脂系统

技术领域

本申请涉及一种激光减脂技术领域，特别是涉及一种具有温度监测及控制的激光减脂系统。

背景技术

研究表明红外激光在减少脂肪囤积、产生胶原蛋白和弹性蛋白，并达到减脂塑形的目的方面有特定的优势。在较长的红外波长(即1275nm和1064nm)作用下，由于其在黑色素和血红蛋白的光吸收较少，不仅可安全用于各型皮肤，而且在软组织中的穿透更深。这种非接触、无创性激光可以通过加热皮下脂肪层来减少脂肪细胞的数量或体积，达到局部减脂的目的。

目前，利用1064nm激光照射后热量在脂肪组织中的蓄积，诱导脂肪分解是减脂塑形领域的最新进展。该波长能穿透表皮，充分作用于脂肪层，同时真皮内的吸收非常低。通过低功率、长脉宽的激光控制模式能有效升高皮下脂肪层温度；通过设计专有的能量调节装置及特殊的温度控制系统可以将表皮温度控制在非损伤范围，靶向加热皮下脂肪层、进而促使局部脂肪细胞死亡，并避免损伤上方的皮肤及附属结构。

传统的减脂方法采用手持红外线测温枪间隔时间进行测温，有操作不方便和响应不及时的缺陷。减脂过程中容易导致温度过高没有及时调整而出现烫伤等医疗事故。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请要解决的技术问题在于提供一种具有温度监测及控制的激光减脂系统，用于解决现有技术中至少一个问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种具有温度监测及控制的激光减脂系统，其特征在于，所述系统包括：壳体；激光光路单元，固定于所述壳体内部，用于输出工作激光与瞄准激光；测温单元，设于所述壳体外的一侧，其轴线与所述激光光路单元的轴线具有一定夹角，并交汇于皮肤靶组织处，以用于非接触实时获取皮肤靶组织温度；冷风单元，设于所述壳体内，其出风方向与所述激光光路的出光方向一致，用于依据所述皮肤靶组织温度以启动或关闭冷气的输出，以供对皮肤表面降温；支架，用于与皮肤接触以支撑所述壳体。

于本申请一实施例中，所述工作激光和瞄准激光通过光纤耦合于中心轴线进行输出。

于本申请一实施例中，所述工作激光和/或瞄准激光分别依次经过可变反射率镜、平凸透镜、及平凹柱面透镜后向外输出，以供对耦合输出的工作激光和瞄准光进行偏振、整形、准直、及聚焦。

于本申请一实施例中，所述工作激光的光源为1064nm±10nm激光器，激光脉冲宽度可调。

于本申请一实施例中，所述皮肤靶组织温度包括：测量的皮肤靶组织表面的温度、及预测的皮下脂肪层的温度。

于本申请一实施例中，所述测温单元包括：CCD图像传感器，用于采集CCD图像信号，以供得到对应皮肤靶组织的温度场图；其中，依据所述温度场图获取温度场的分布规律，据以预测皮下脂肪层的温度。

于本申请一实施例中，所述测温单元为一体化集成式的测温探头。

于本申请一实施例中，所述冷风单元预设有温度上限阈值和温度下限阈值；其中，当所述皮肤靶组织温度超过温度上限阈值，则启动冷气的输出；当所述皮肤靶组织温度低于温度下限阈值，则关闭冷气的输出。

于本申请一实施例中，所述支架为L型支架，其采用医用不锈钢材料。

综上所述，本申请提供了一种具有温度监测及控制的激光减脂系统，所述系统包括：壳体；激光光路单元，固定于所述壳体内部，用于输出工作激光与瞄准激光；测温单元，设于所述壳体外的一侧，其轴线与所述激光光路单元的轴线具有一定夹角，并交汇于皮肤靶组织处，以用于非接触实时获取皮肤靶组织温度；冷风单元，设于所述壳体内，其出风方向与所述激光光路的出光方向一致，用于依据所述皮肤靶组织温度以启动或关闭冷气的输出，以供对皮肤表面降温；支架，用于与皮肤接触以支撑所述壳体。

具有以下有益效果：

本申请所述的具有温度监测及控制的激光减脂系统，可实现激光减脂时对组织温度的精准控制，提高激光减脂的安全性和有效性，实现精准减脂。

与现有技术相比，本申请至少具有以下技术效果：

1)本申请采用穿透较深的波长1064nm±10nm的激光，激光脉冲宽度可调；同时在激光减脂过程中对皮肤组织实现表皮温度实时监测和皮下脂肪温度场预测，并设置温度上限和下限，如超过设定温度，反馈控制系统输出冷风，同时提示报警，实现了照射过程中对人体表皮及皮下温度的同步实时温度反馈；

2)本申请可通过COMSOL有限元软件中加载自定义的热源模型，利用COMSOL软件对皮肤组织激光温度场的分布进行数值模拟，得到温度场图，预测皮下脂肪层的温度,可预测温度场的分布规律，为精准有效减脂能提供模型支持，并通过反馈温度控制配套冷风单元制冷，实现了对表皮组织温度的调控，提高了减脂效率及安全性；

3)本申请由于照射和测温同步进行，即使单人单手也可进行操作，方便了操作者使用。

附图说明

图1显示为本申请于一实施例中一种具有温度监测及控制的激光减脂系统的结构示意图。

图2显示为本申请于一实施例中温度场图的示意图。

图3显示为本申请于一实施例中一种具有温度监测及控制的激光减脂系统的原理示意图。

图4显示为本申请于一实施例中减脂效果对比的示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本申请的基本构想，虽然图式中仅显示与本申请中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，但其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

在通篇说明书中，当说某部分与另一部分“连接”时，这不仅包括“直接连接”的情形，也包括在其中间把其它元件置于其间而“间接连接”的情形。另外，当说某种部分“包括”某种构成要素时，只要没有特别相反的记载，则并非将其它构成要素，排除在外，而是意味着可以还包括其它构成要素。

其中提到的第一、第二及第三等术语是为了说明多样的部分、成分、区域、层及/或段而使用的，但并非限定于此。这些术语只用于把某部分、成分、区域、层或段区别于其它部分、成分、区域、层或段。因此，以下叙述的第一部分、成分、区域、层或段在不超出本申请范围的范围内，可以言及到第二部分、成分、区域、层或段。

再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

为克服现有激光减脂技术中存在的问题，本申请提供一种具有温度监测及控制的激光减脂系统，以实现在照射减脂的同时精确非接触测温皮肤靶组织温度，并将温度反馈给冷风单元以实时进行及时的降温处理，提高了激光减脂的安全性和有效性。

如图1所示，展示为本申请于一实施例中一种具有温度监测及控制的激光减脂系统的结构示意图。如图所示，所述系统包括：

壳体1，其主要作为本系统其它单元的载体，也作为本减脂系统的手具主体，可通过多关节机械臂进行固定，以便于医生随意移动。

激光光路单元2，固定于所述壳体1内部，用于输出多种光斑形态的工作激光与瞄准激光。

优选地，所述工作激光的光源为1064nm±10nm激光器，激光脉冲宽度可调，对激光光斑进行扩散匀化，以用于加热皮下脂肪层来减少脂肪细胞的数量或体积；而瞄准激光与所述工作激光同轴，其用于在使用工作激光前对靶组织进行定位，通过移动壳体1带通瞄准激光的移动。

于本实施例中，所述工作激光和/或瞄准激光分别依次经过可变反射率镜、平凸透镜、及平凹柱面透镜后向外输出，以供对耦合输出的工作激光和瞄准光进行偏振、整形、准直、及聚焦。

具体的，可变反射率镜、平凸透镜、及平凹柱面透镜相当于一个光束整形系统，用于对耦合输出的工作激光和瞄准光进行偏振、整形、准直、聚焦，可变反射率镜、平凸透镜和平凹柱面透镜耦合于所述激光光路单元2的中心轴线进行输出。

测温单元3，设于所述壳体1外的一侧，其轴线与所述激光光路单元2的轴线具有一定夹角，并交汇于皮肤靶组织处，以用于非接触实时获取皮肤靶组织温度。

优选地，所述测温单元3为一体化集成式的测温探头。所述测温单元3于所述壳体1的位置及角度可调，以实现其轴线与所述激光光路单元2的轴线之间的夹角可调，从而可使壳体1定位于不同高度，以及测量皮肤靶组织不同范围的温度。

于本实施例中，所述皮肤靶组织温度包括：测量的皮肤靶组织表面的温度、及预测的皮下脂肪层的温度。

于本实施例中，所述测温单元3包括：CCD图像传感器，用于采集CCD图像信号，以供得到对应皮肤靶组织的温度场图；其中，依据所述温度场图获取温度场的分布规律，据以预测皮下脂肪层的温度。所述CCD图像传感器，也称CCD感光元件(Charge-coupled Device)，即电荷耦合元件。CCD是一种半导体器件，能够把光学影像转化为数字信号。CCD上植入的微小光敏物质称作像素(Pixel)。一块CCD上包含的像素数越多，其提供的画面分辨率也就越高。CCD的作用就像胶片一样，但它是把图像像素转换成数字信号。CCD上有许多排列整齐的电容，能感应光线，并将影像转变成数字信号。经由外部电路的控制，每个小电容能将其所带的电荷转给它相邻的电容。

具体来说，本申请通过CCD图像传感器采集到CCD图像信号后，可通过COMSOL有限元软件中加载自定义的热源模型，利用COMSOL软件对皮肤组织激光温度场的分布进行数值模拟建模，从而得到温度场图，如图2所示；并且依据所述温度场图获取温度场的分布规律，据以可预测皮下脂肪层的温度，从而为精准减脂能提供模型支持。

需要说明的是，上述的COMSOL预测温度场方式，可采用现有技术实现，并且仅仅是针对本实施例的其中一个具体实施方案，本申请并不对COMSOL软件进行具体的限制，凡是能够在激光减脂过程中对靶组织温度场进行数值模拟的软件均在本申请的保护范围之内。

冷风单元4，设于所述壳体1内，其出风方向与所述激光光路的出光方向一致，用于依据所述皮肤靶组织温度以启动或关闭冷气的输出，以供对皮肤表面降温；

于本实施例中，所述冷风单元4预设有温度上限阈值和温度下限阈值；其中，当所述皮肤靶组织温度超过温度上限阈值，则启动冷气的输出；当所述皮肤靶组织温度低于温度下限阈值，则关闭冷气的输出。

通常现有减脂设备仅通过温度测量设备去检测皮肤靶组织的表面温度，当激光照射于皮肤靶组织的温度过高时，只能通过停止照射的方式让皮肤靶组织的温度自然降温，而这种降温方式使得减脂效率非常低。本申请则依据实时非接触测量的温度，以及通过建模温场图预测皮下脂肪层的温度，来判断是否超过阈值，以自动启动针对皮肤靶组织的冷气输出或停止，从而大大减少了降温时间，提高了工作效率，并且通过阈值的设置，也大大提高了安全性。

优选地，在温度超过阈值的同时还可进行提示或报警，以提供医生温度过高，以供其采取其他降温措施。

如图3所示，展示为本申请所述的激光减脂系统的原理示意图。本申请所述测温单元3的轴线与所述激光光路单元2的轴线以一定角度主轴交叉的方式，冷风单元4的出风方向与所述激光光路的出光方向一致，使得测温CCD和指示激光交汇于一点，最终可使工作激光照射部位与CCD图像传感器测温部位以及冷风系统能够对准减脂区域，以用于不同波长范围的工作激光减脂过程中对靶组织温度进行非接触实时温控。

支架5，用于与皮肤接触以支撑所述壳体1，其主要作为壳体1手具的支撑点。其中，所述支架5为L型支架5，其采用医用不锈钢材料。

如图4所示，展示为于本实施例中，激光减脂系统的激光减脂效果对照图。其中，左图为脂肪层42℃(LP1064 42℃)维持5分钟的减脂效果，右图为维持10分钟的减脂效果，通过对比可验证本申请的激光减脂系统具有良好的减脂效果。并且本申请通过前期实验基础上验证了脂肪层42℃(LP1064 42℃)维持10分钟可以有较好的减脂效果。

综上所述，本申请提供的一种具有温度监测及控制的激光减脂系统。所述系统包括：壳体；激光光路单元，固定于所述壳体内部，用于输出工作激光与瞄准激光；测温单元，设于所述壳体外的一侧，其轴线与所述激光光路单元的轴线具有一定夹角，并交汇于皮肤靶组织处，以用于非接触实时获取皮肤靶组织温度；冷风单元，设于所述壳体内，其出风方向与所述激光光路的出光方向一致，用于依据所述皮肤靶组织温度以启动或关闭冷气的输出，以供对皮肤表面降温；支架，用于与皮肤接触以支撑所述壳体。

与现有技术相比，本申请至少具有以下技术效果：

1)本申请采用穿透较深的波长1064nm±10nm的激光，激光脉冲宽度可调；同时在激光加温过程中对皮肤组织实现表皮温度实时监测和皮下脂肪温度场预测，并设置温度上限和下限，如超过设定温度，反馈控制系统输出冷风，同时提示报警，实现了照射减脂过程中对人体表皮及皮下温度的同步实时温度反馈；

2)本申请可通过COMSOL有限元软件中加载自定义的热源模型，利用COMSOL软件对皮肤组织激光温度场的分布进行数值模拟，得到温度场图，预测皮下脂肪层的温度,可预测温度场的分布规律，为精准有效减脂能提供模型支持，并通过反馈温度控制配套冷风单元制冷，实现了对表皮组织温度的调控，提高了减脂效率及安全性；

3)本申请由于照射和测温同步进行，即使单人单手也可进行操作，方便了操作者使用。

本申请有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.一种具有温度监测及控制的激光减脂系统，其特征在于，所述系统包括：

壳体；

激光光路单元，固定于所述壳体内部，用于输出工作激光与瞄准激光；

测温单元，设于所述壳体外的一侧，其轴线与所述激光光路单元的轴线具有一定夹角，并交汇于皮肤靶组织处，以用于非接触实时获取皮肤靶组织温度；

冷风单元，设于所述壳体内，其出风方向与所述激光光路的出光方向一致，用于依据所述皮肤靶组织温度以启动或关闭冷气的输出，以供对皮肤表面降温；

支架，用于与皮肤接触以支撑所述壳体。

2.根据权利要求1所述的具有温度监测及控制的激光减脂系统，其特征在于，所述工作激光和瞄准激光通过光纤耦合于中心轴线进行输出。

3.根据权利要求1所述的具有温度监测及控制的激光减脂系统，其特征在于，所述工作激光和/或瞄准激光分别依次经过可变反射率镜、平凸透镜、及平凹柱面透镜后向外输出，以供对耦合输出的工作激光和瞄准光进行偏振、整形、准直、及聚焦。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的具有温度监测及控制的激光减脂系统，其特征在于，所述工作激光的光源为1064nm±10nm激光器，激光脉冲宽度可调。

5.根据权利要求1所述的具有温度监测及控制的激光减脂系统，其特征在于，所述皮肤靶组织温度包括：测量的皮肤靶组织表面的温度、及预测的皮下脂肪层的温度。

6.根据权利要求5所述的具有温度监测及控制的激光减脂系统，其特征在于，所述测温单元包括：CCD图像传感器，用于采集CCD图像信号，以供得到对应皮肤靶组织的温度场图；其中，依据所述温度场图获取温度场的分布规律，据以预测皮下脂肪层的温度。

7.根据权利要求6所述的具有温度监测及控制的激光减脂系统，其特征在于，所述测温单元为一体化集成式的测温探头。

8.根据权利要求1所述的具有温度监测及控制的激光减脂系统，其特征在于，所述冷风单元预设有温度上限阈值和温度下限阈值；其中，当所述皮肤靶组织温度超过温度上限阈值，则启动冷气的输出；当所述皮肤靶组织温度低于温度下限阈值，则关闭冷气的输出。

9.根据权利要求1所述的具有温度监测及控制的激光减脂系统，其特征在于，所述支架为L型支架，其采用医用不锈钢材料。

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